(57)【要約】【課題】アンプ用ファイバの損傷による異常を検知して装置を停止することができるファイバレーザ装置を提供すること。【解決手段】一例のファイバレーザ装置は、シード光源と、このシード光源から発するシード光を入力されるアンプ用ファイバと、このアンプ用ファイバを励起する励起光を発生する励起用ダイオードと、前記アンプ用ファイバの光軸上の光の一部を取出し、前記シード光及び励起光以外の波長の光を検知する異常光検知機構と、この異常光検知機構により前記シード光及び励起光の波長以外の波長の光を検知したとき、前記シード光源及び前記励起用ダイオードの動作を停止させる制御部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シード光源と、
このシード光源から発するシード光を入力されるアンプ用ファイバと、
このアンプ用ファイバを励起する励起光を発生する励起用ダイオードと、
前記アンプ用ファイバの光軸上の光の一部を取出し、前記シード光及び励起光以外の波長の光を検知する異常光検知機構と、
この異常光検知機構により前記シード光及び励起光の波長以外の波長の光を検知したとき、前記シード光源及び前記励起用ダイオードの動作を停止させる制御部と、
を有することを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２】
前記異常光検知機構は、少なくとも前記シード光及び前記励起光以外の光を反射するミラーと、このミラーにより反射された前記シード光及び前記励起光以外の光を受ける異常光検知部とを有することを特徴とする請求項１記載のファイバレーザ装置。
【請求項３】
前記異常光検知機構は、前記ミラーにより反射した光から前記シード光及び前記励起光以外の光のみを通すフィルタを前記異常光検知部の前に有することを特徴とする請求項２記載のファイバレーザ装置。
【請求項４】
前記異常光検知機構は、前記アンプ用ファイバの出力側に設けられることを特徴とする請求項２又は３記載のファイバレーザ装置。
【請求項５】
前記異常光検知機構は、前記アンプ用ファイバの入力側に設けられることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のファイバレーザ装置。
【請求項６】
シード光源と、
このシード光源を駆動する光源ドライバと、
前記シード光源から発するシード光を入力されるアンプ用ファイバと、
このアンプ用ファイバを励起する励起光を発生する励起用ダイオードと、
この励起用ダイオードを駆動するダイオードドライバと、
前記アンプ用ファイバの光軸上の光の一部を取出し、前記シード光及び励起光以外の波長の光を検知する異常光検知機構と、
前記光源ドライバ及び前記ダイオードドライバを駆動制御するとともに、前記異常光検知機構により前記シード光及び励起光の波長以外の波長の光を検知したとき、前記光源ドライバ及び前記ダイオードドライバの駆動を停止する制御を行う駆動制御部と、
を有することを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項７】
前記異常光検知機構は、前記アンプ用ファイバの出力側に設けられることを特徴とする請求項６記載のファイバレーザ装置。
【請求項８】
前記異常光検知機構は、前記アンプ用ファイバの入力側に設けられることを特徴とする請求項６又は７記載のファイバレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンプ用ファイバを有するファイバレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シード光源となるレーザ発振器とこの出力を増幅するファイバアンプにより構成されたＭＯＰＡ(Master Oscillator Power Amplifier)が知られている。これでは、シード光源から発したレーザ光は、折り返しミラーなどの光学系を介してレンズで集光されファイバアンプに入射される。ファイバアンプでは、シード光源側からファイバアンプの入力側及び出力側の双方向から励起光がダイクロイックミラーを介してファイバに入射され、ファイバを励起状態にする。
【０００３】
このような構成のファイバレーザ装置では、装置の出力低下などの異常が発生する要因として、シード光源の出力低下、励起用のレーザダイオードの出力低下、アンプ用ファイバの損傷による異常などが挙げられる。
【０００４】
シード光源の出力低下に対しては、光検知器によってシード光源の出力光の異常をモニタすることが一般的に行われる。励起用のレーザダイオードの出力低下に対しては、光検知のフォトダイオード等が組み込まれたレーザダイオードが市販されており容易に光量低下の異常をモニタすることができる。しかし、アンプ用ファイバの損傷による異常などを検知することができない。
【０００５】
このような装置においてビーム光の強度を検知して異常を検知するものがあるが、万全ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７８２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、アンプ用ファイバの損傷による異常を検知して装置を停止することができるファイバレーザ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態は、シード光源と、このシード光源から発するシード光を入力されるアンプ用ファイバと、このアンプ用ファイバを励起する励起光を発生する励起用ダイオードと、前記アンプ用ファイバの光軸上の光の一部を取出し、前記シード光及び励起光以外の波長の光を検知する異常光検知機構と、この異常光検知機構により前記シード光及び励起光の波長以外の波長の光を検知したとき、前記シード光源及び前記励起用ダイオードの動作を停止させる制御部と、を有することを特徴とするファイバレーザ装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。この実施形態のファイバレーザ装置は、ファイバＭＯＰＡ方式に基づくものであり、例えば半導体レーザであるシード光源１１と、このシード光源１１から発射された光（シード光）を増幅するアンプ用ファイバ１２と、このアンプ用ファイバ１２のコア部を励起するための励起用ダイオード１３，１４とを有する。図１に示すファイバレーザ装置は、アンプ用ファイバ１２に入射する光を励起用ダイオード１３により励起する前方励起と、アンプ用ファイバ１２から出力された光を励起用ダイオード１４により励起する後方励起の両方を行う双方励起型のファイバレーザ装置である。このファイバレーザ装置においてアンプ用ファイバ１２の出力光に含まれる異常光を検知する異常光検知部１５を設けこの異常光検知部１５により異常光が検知されたら、駆動制御部１６に異常検知信号を送り、励起を停止させる。
【００１１】
更に詳しく述べると、シード光源１１は光源ドライバ１１ｄにより駆動される。励起用ダイオード１３は、ダイオードドライバ１３ｄにより駆動され、励起用ダイオード１４は、ダイオードドライバ１４ｄにより駆動される。シード光源１１から発射された光は、ミラー１７ａ、ミラー１７ｂにより反射され、ダイクロイックミラー１７ｃ、レンズ１８ａを通ってアンプ用ファイバ１２に入力される。
【００１２】
ミラー１７ａは一部透過ミラーであり、その透過光はレンズ１８ｂを通って光源用検知部１９に入力される。この光源用検知部１９により、シード光源１１の発射する光の低下などの異常は検知される。
【００１３】
ダイクロイックミラー１７ｃも一部透過ミラーであり、ダイオードドライバ１３ｄにより駆動される励起用ダイオード１３から発射された励起光がレンズ１８ｃを通ってダイクロイックミラー１７ｃにより反射される。
【００１４】
アンプ用ファイバ１２は、特定の希土類元素をそのコア部に有しており、ダイクロイックミラー１７ｃにより反射された励起光は、レンズ１８ａを通ってアンプ用ファイバ１２のコア部を励起する。
【００１５】
一方、アンプ用ファイバ１２の出力側に設けられる励起用ダイオード１４は、ダイオードドライバ１４ｄにより駆動されて、アンプ用ファイバ１２から出力され、レンズ１８ｄを通過した光を励起し、反射させる。
【００１６】
アンプ用ファイバ１２の出力側のダイクロイックミラー１７ｄの更に外側には可視光反射ミラー１７ｅが設けられ、このミラーにより反射した光は、レンズ１８ｄ及び異常光分離フィルタ２０を通って異常光検知部１５に入力される。可視光反射ミラー１７ｅは一部の光を反射するが他の光はこの装置から出力して外部に取り出される。可視光反射ミラー１７ｅは、透過させる光のほか可視光のほぼ全域の周波数成分を反射するミラーである。
【００１７】
駆動制御部１６は、ダイオードドライバ１３ｄ，１４ｄの駆動を制御しており、光源用検知部１９及び異常光検知部１５から異常検知信号を受けると、ダイオードドライバ１３ｄ，１４ｄの駆動を停止する。光源用検知部１９から駆動制御部１６に送られる異常検知信号は例えば、シード光源１１の出力光が低下したことを検知したときの信号である。
【００１８】
異常光検知部１５から駆動制御部１６に送られる異常検知信号は例えば、異常光を検知したことを示す信号である。
【００１９】
ここで、可視光反射ミラー１７ｅにより反射した光がレンズ１８ｆ、異常光分離フィルタ２０を通って異常光検知部１５に入る部分（図１に点線で示す異常光検知機構）について説明する。
【００２０】
一般に、シード光源１１から正常に出力光が出力され、励起用ダイオード１３で正常に励起されるならば、アンプ用ファイバ１２の出力光は、シード光源１１出力のシード光と励起用ダイオード１３出力の励起光である。ところが何らかの異常でアンプ用ファイバ１２が損傷を受けた場合には、この損傷部分は、シード光源１１出力のシード光や励起光によって加熱されて高温となり、焼損することとなる。焼損すると可視光や赤外光など広範囲の波長の光が放出されることになる。このような光を、異常光検知部１５が検知することになる。
【００２１】
シード光源１１から出力される光の波長は一般に１０００ｎｍから２１００ｎｍ程度であり、励起用ダイオード１３，１４により出力される励起光の波長は、７５０ｎｍから９８０ｎｍ程度である。
【００２２】
可視光反射ミラー１７ｅで通過及び反射する光には、上記のシード光源から発射された光及び励起光が存在する。可視光反射ミラー１７ｅで反射しレンズ１８により集光された光は異常光分離フィルタ２０を通って異常光検知部１５に入る。
【００２３】
異常光分離フィルタ２０は、上記シード光源１１から出力される光の波長成分及び励起光の波長成分をカットする波長特性を有するフィルタである。通常、アンプ用ファイバ１２の損傷により増幅出力が低下すると、シード光源の出力光及び励起光以外の光の成分が出力として増加する。したがって、異常光検知部１５は、異常光分離フィルタ２０によりシード光源出力光及び励起光以外の光を検知し、アンプ用ファイバ１２の異常を検知して、異常光検知信号を駆動制御部１６に送り、ダイオードドライバ１３ｄ，１４ｄの駆動を停止する。
【００２４】
次にこのファイバレーザ装置の動作を説明する。
【００２５】
シード光源１１からの出力光は、ミラー１７ａ，１７ｂにより反射した後、ダイクロイックミラー１７ｃ、レンズ１８ａを通ってアンプ用ファイバ１２に入力される。駆動制御部１６から駆動指令信号がダイオードドライバ１３ｄ，１４ｄに入ると励起用ダイオード１３，１４が作動する。これら励起用ダイオード１３，１４の出力励起光がアンプ用ファイバ１２に入力されてアンプ用ファイバ１２を励起状態にする。シード光源１１の出力光は、アンプ用ファイバ１２によって増幅され、出力される。
【００２６】
また、光路的にシード光源１１とアンプ用ファイバ１２の間にあるミラー１７ａによりシード光源１１の出力の一部が取り出されレンズ１８ｂを介して光源用検知部１９に入力されている。光源用検知部１９の出力は駆動制御部１６に入力されているので、シード光源１１の出力低下など異常時には、駆動制御部から光源ドライバ１１ｄ、ダイオードドライバ１３ｄ，１４ｄに停止信号が送られて、シード光源１１、励起用ダイオード１３，１４が動作を停止するようにシーケンスが組み込まれている。
【００２７】
アンプ用ファイバ１２から出力される出力光の光軸上には、この出力光を透過する一方、可視光反射ミラー１７ｅ、このミラーにより反射した可視光を検知する異常光検知部１５、この異常光検知部１５と可視光反射ミラー１７ｅとの間には、可視光を異常光検知部１５に集光するためのレンズ１８ｆ、シード光及び励起光をカットする異常光分離フィルタ２０が設置されている。
【００２８】
したがって、異常光検知部１５でシード光源の出力光及び励起光を検知すると、異常検知信号が駆動制御部１６に送られて、光源ドライバ１１ｄ、ダイオードドライバ１３ｄ、１４ｄの駆動が停止される。
【００２９】
この実施形態のファイバレーザ装置によれば、アンプ用ファイバの損傷による増幅出力の低下などの異常を検知して装置を停止することができる。しかも、この異常検知機構はアンプ用ファイバの出力側に設けられており、検知される異常光成分が大きく、アンプ用ファイバの異常の場合の検知能力が高い。
【００３０】
しかし、本発明では、アンプ用ファイバの異常検知機構を、必ずしもアンプ用ファイバの出力側に設ける必要はない。例えば、このアンプ用ファイバの異常検知機構をアンプ用ファイバの入力側、すなわち光路的にシード光源１１とアンプ用ファイバ１２の間に設けることも可能である。また、異常検知機構をアンプ用ファイバに出力側と入力側の両方に設けてもよい。両方に設ければアンプ用ファイバの異常を更に容易に検知することが可能となる。
【００３１】
また、上記実施形態では、アンプ用ファイバの出力側と入力側の両方から励起を行う双方励起型のファイバレーザ装置について説明した。しかし、このような方式の装置に限られず、前方励起型、もしくは後方励起型のいずれのファイバレーザ装置にも本発明は適用することが可能である。
【００３２】
上記実施形態では、異常検知機構に、可視光を反射する可視光反射ミラー１７ｅを用いた。しかし、赤外光を反射するミラーを用いてもよいし、これらの光をすべて反射するミラーを用いてもよい。少なくともシード光と励起光以外の光を反射する特性を有するミラーであればよい。このミラーがシード光と励起光以外の光を反射する特性を有するミラーであれば、このミラーにより既にシード光と励起光以外の光を分離できるので、異常光分離フィルタ２０は必ずしも必要でない。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したがこれらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１１・・・・シード光源
１２・・・・アンプ用ファイバ
１３，１４・・・・励起用ダイオード
１３ｄ，１４ｄ・・・・ダイオードドライバ
１５・・・・異常光検知部
１６・・・・駆動制御部
１７ｃ，１７ｄ・・・・ダイクロイックミラー
１７ｅ・・・・可視光反射ミラー
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ・・・・レンズ
１９・・・・光源用検知部
２０・・・・異常光分離フィルタ
【図１】
2013183141.tif 000003